Что такое звезды 5 класс краткое содержание

Обновлено: 07.07.2024

В пределах галактики Млечный путь находится около \(200\) млрд звёзд. Около \(3000\) из них можно без телескопа разглядеть на ясном ночном небе. Одни звёзды хорошо заметны, другие едва различимы. Звёзды от Земли находятся на очень большом расстоянии и кажутся маленькими светящимися точками. Однако это совсем не так.

Звёзды — это огромные раскалённые газовые тела шарообразной формы, излучающие энергию в виде света и тепла.

По температуре поверхности их разделяют на горячие ( голубые ), на звёзды средней температуры ( жёлтые и белые ) и холодные ( красные ).

Наиболее горячими являются голубые звёзды. Температура их поверхности составляет более \(10000\) °С. Жёлтые и белые звёзды холоднее — от \(5000\) °С до \(10000\) °С. Менее всех раскалены красные звёзды: \(4000\)–\(5000\) °С.

Космос

Вид звездного неба завораживает. Кажется, что им можно любоваться бесконечно. Столько там таинственности и загадочности. Но что же собой представляют звезды? Какие космические объекты так называют?

Что такое звезды

Звезды – это большие небесные тела, разбросанные по всему космическому пространству. Силой взаимного притяжения в них удерживаются определенные вещества. Звезды имеют высокую температуру, благодаря чему излучают свет, который могут увидеть наблюдатели с Земли. Объекты раскалены до такой степени, что любое вещество, даже металлы, находятся в них в газообразном состоянии, а их совокупность называется плазмой.

Почему звезды светятся

Звезды светятся благодаря трансформации водорода в гелий

Все дело в разнице температур ядра и поверхности. Внутри звезды она может достигать 10 млн градусов и больше. Благодаря этому, в космическом объекте постоянно происходят термоядерные реакции, что превращает одни химические элементы в другие. К примеру, водород, из которого состоит большая часть звезд, становится в их недрах гелием. Благодаря этому возникает свечение, которое и видят земляне.

Интересный факт: человек видит на небе звезды из трех ближайших галактик: Андромеда, Треугольник и Млечный путь. Для того, чтобы посмотреть на более далекие космические объекты, нужны мощные телескопы.

Наименование звезд

Карта звездного неба с наименованиями звезд (нажать для увеличения)

Имена отдельным космическим телам и созвездиям люди стали давать еще в глубокой древности. В то время человеку небо представлялось обиталищем различных мифических существ, в честь которых им и давали названия. Большинство из них используются до сих пор.

Разительно отличаются названия созвездий в Северном и Южном полушариях. Здесь преобладают не мифические существа, а различные части кораблей и морских обитателей. Дело в том, что Южное полушарие в древнем мире было слабо известно учеными. Его активное освоение началось с эпохой великих географических открытий. Логично, что многие созвездия южного полушария были впервые обнаружены моряками, которые и давали им название, исходя из собственных предпочтений. Так на небосводе появились Киль, Корма и пр.

Отдельные звезды обозначают буквенно-цифровой аббревиатурой. Кроме того, небесные тела классифицируют по цвету и размерам. К примеру, голубые гиганты или коричневые карлики.

Формирование звезды

Схема формирования звезды

Моментом рождения звезды является объединение молекул водорода и гелия в одно облако. Оно начинает вращаться. Появляется внутренняя гравитация. Это обстоятельство ускоряет вращение.

Постепенно внешнее пространство облака начинает напоминать диск, а внутреннее – сферическое скопление. Температура материала повышается, как и его плотность. Это приводит к образованию шарообразной протозвезды.

Со временем давление и тепло повышаются до 1 млн.оС. Это приводит к слиянию атомных ядер. В этот момент и зажигается новая звезда. Небесное тело при этом практически незаметно для глаз наблюдателя, т.к. его окутывает мощное газо-пылевое облако.

Постепенно вследствие ядерного синтеза происходит преобразование некоторого количества атомной массы в энергию.

Все это время звезда из-за воздействия различных сил находится в движении. В основном она вращаются вокруг галактик или космических объектов с мощным гравитационным полем.

Интересный факт: в космосе звезды видны в любое время суток, ведь время там не разделяется на день и ночь.

Звездная эволюция

Схема эволюции звезды

У любого космического тела есть определенный цикл развития, который называется эволюцией. Большое влияние на этот процесс оказывает масса звезды. Чем больше весит объект, тем менее продолжительным будет его жизненный цикл.

Космические тела с промежуточной массой, т.е. в 1,5-8 раз тяжелее Солнца, зарождаются из облака, размер которого может достигать 100000 световых лет. Когда температура внутри достигает 3725 оС, из туманности образуется протозвезда. После начала слияния водорода она преобразуется в объект с переменными колебаниями в яркости. Благодаря сжатию силы тяжести, уравновешивается процесс расширения. Звезда начинает получать энергию от синтеза водорода, происходящего в ее ядре. На формирование объекта уходит около 10 млн. лет.

После того, как весь водород преобразовался в гелий, под действием силы гравитации материя становится ядром, которое начинает быстро нагреваться. Происходит расширение внешних слоев, которые благодаря воздействию внешней среды быстро охлаждаются. Так образуется красный гигант. Далее начинаются химические процессы с гелием. Когда он полностью преобразуется в другие вещества, ядро под действием увеличивающейся температуры расширяет оболочку. Это приводит к образованию белого карлика, температура которого может достигать 100000 оС. Продукты, необходимые для нагревания, окончательно иссякают. Поэтому объект начинает постепенно охлаждаться. Через несколько миллиардов лет он становится черным карликом и заканчивает свой жизненный путь.

Наиболее быстро эволюция протекает у звезд большой массы. От формирования объекта до окончания жизненного цикла проходит от 10000 до 100000 лет. В начале своей жизни они имеют высокую температуру, яркость и большие размеры. Звезда отличается насыщенным голубым цветом. Постепенно она становится красным сверхгигантом, внутри которого идет активное сплавление углерода в тяжелые элементы. Благодаря этому образуется железное ядро. Его ширина может достигать 6000 км. Его ядерное излучение не может сопротивляться силе притяжения.

Интересный факт: первую карту звездного неба составили примерно 3000 лет назад.

Содержание видеоурока даёт чёткое представление о звёздах и видах звёзд. Ребята узнают, что такое созвездие, и более детально рассмотрят некоторые из звёзд и созвездий.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока "Мир звёзд"

Безоблачная ночь завораживает мерцанием бесчисленных звёзд. Для изучения звёздного неба необязательно нужен телескоп. Даже невооружённым глазом можно наблюдать многие тела и явления Вселенной. Вы уже знаете, что Вселенная - это совокупность звёзд, планет с их спутниками, галактик, астероидов, комет, чёрных дыр, которые находятся во взаимодействии друг с другом.

Вам хорошо уже известны некоторые небесные тела, пришло время познакомиться и со звёздами.

В далёком космическом пространстве в течение многих миллиардов лет частицы пыли и газа, притягиваясь, друг к другу и находясь в постоянном движении, образовали пылегазовые облака. Постепенно они уплотнялись, сжимались и начинали вращаться быстрее, и в итоге происходило рождение новой звезды.

Звёзды - это огромные пылающие шары большой массы, расположенные очень далеко от нашей планеты. Поэтому они кажутся нам на чёрном ночном небе лишь мерцающими точками. Невооружённым глазом люди могут увидеть примерно 6000 звёзд, но при помощи бинокля или телескопа гораздо больше. Учёным известны многие миллиарды звёзд.

Ну-ка, кто из вас ответит:

Не огонь, а больно жжёт,

Не фонарь, а ярко светит,

И не пекарь, а печёт?

Это Солнце. Ближайшая к нам звезда.

Солнце - это центр нашей Солнечной системы. Диаметр солнца 1,4 млн км (примерно в 109 раз больше диаметра Земли). Масса Солнца превышает массу всех движущихся вокруг него планет в 750 раз.

Солнце - звезда средних размеров. Оно в тысячу раз меньше звёзд-великанов и в сто тысяч раз уступает им по яркости. Эта звезда видна как жёлтый диск. Температура её поверхности +5700 °С. Температура ядра достигает 14 млн °С. Оно испускает огромное количество света и тепла. На Землю попадает лишь незначительная часть - одна двухмиллиардная, остальное рассеивается в космосе. Но даже этого достаточно, чтобы запустить на Земле сложные процессы, такие, например, как круговорот воды, движение воздуха, круговорот в земной коре и самое главное, без солнечного света и тепла невозможно было бы существование живых организмов. Интересно, что Солнце, подобно Земле, также вращается вокруг своей оси с запада на восток. Учёные изучают Солнце, так как полученные знания позволяют понять природу более далёких звёзд, а также механизм влияния Солнца на нашу планету и на жизнь организмов.

Звезда на ночном небе может выглядеть яркой по двум причинам. Или она расположена ближе остальных, или она далека, но по силе света превосходит другие звезды. Из ближайших к Земле двадцати звёзд только три видны невооружённым глазом.

Самая близкая звезда из заметных - белый Сириус. Увидеть её можно зимой. Это наиболее яркая на ночном небе звезда. Луч света от Сириуса летит к нам более восьми лет, а от Солнца доходит за 8 минут 20 секунд.

Иногда кажется, будто звезды мерцают. Но это не так. Их свет ровный и немигающий.

Люди с древних времён наблюдали за звёздным небом. Оно помогало предсказывать наступление сезонов года, ориентироваться в дальних путешествиях, вести отсчёт времени. Уже тогда люди обратили внимание, что звёзды образуют на небе какие-то группы, скопления, фигуры. Такие фигуры из ярких звёзд назвали созвездиями. В настоящее время учёные считают созвездиями не эти фигуры, а определённые участки звёздного неба со всеми звёздами на нём.

Карта звёздного неба

Каждое созвездие имеет уникальный узор из звёзд, видимых рядом, но не всегда находящихся поблизости. Звёздные рисунки напоминали людям фигуры людей, зверей и птиц, героев сказок и легенд.

Всё небо разделено на 88 созвездий, из которых на территории нашей страны можно видеть 54. Названия очень многих созвездий пришли к нам из Древней Греции и связаны с персонажами различных мифов и легенд.

Кажется, будто небесная сфера вращается, но на самом деле вращается Земля. Вращение Земли вокруг своей оси объясняет перемещение звёзд по небосводу, которое можно наблюдать каждую ночь. А из-за вращения Земли вокруг Солнца расположение созвездий на небе меняется в зависимости от времени года. Некоторые созвездия появляются над горизонтом только в определённое время года.

По Полярной звезде определяют стороны света. Если встать лицом к ней, то впереди будет север, сзади - юг, справа - восток, а слева - запад. Это не только может заменить компас, но и помогает в изучении расположения звёзд по карте звёздного неба.

Земля, словно конёк в карусели летит вокруг Солнца по большому кругу. Затрачивая на один оборот ровно год, она каждый месяц встречает новое созвездие. Большинству из них древние греки дали название животных. Вот и получился круг животных или по-гречески – зодиак.

Узнаем про них более подробно.

Согласно одной из версий, происхождение названия знаков зодиака соответствуют подвигам Геракла. Другие версии опираются на древнегреческие мифы о богах Олимпа. Каждому названию и знаку соответствует своя легенда. Интересно, что, несмотря на древнегреческое происхождение, все названия знаков зодиака издревле писались на латыни.

На сегодняшний день астрологи называют 12 знаков зодиака, объединённых по 4-м стихиям:

земли - Козерог, Телец, Дева;

воды - Рак, Скорпион, Рыбы;

огня - Овен, Лев, Стрелец;

воздуха - Весы, Водолей, Близнецы.

Знаки зодиака по стихиям

Из каждой стихии выберем один знак и рассмотрим легенду появления этого знака на небе.

Стихия земли - Телец.

Название знака связано греческим мифом о снежно-белом быке, обличье которого принял Зевс, когда совершал знаменитое похищение финикийской принцессы Европы. Зевс увёз Европу на остров Крит, где она впоследствии родила царя Миноса.

Водная стихия. Тут мы рассмотрим знак Рыбы.

Рисунок рыб восходит к древнегреческому мифу об Афродите и Эросе, которые хотели ускользнуть от тысячеголового монстра Тифона посредством чудесного превращения, причём им повезло: они удачно прыгнули в воду и превратились в рыб.

Из стихии огня остановимся на Овне.

Один из мифов рассказывает, как баран с загнутыми рогами спасает царских детей: Фрикса с Геллой, которые по велению злой мачехи Ино должны быть принесены в жертву. Достигнув безопасного места, Фрикс принёс своего спасителя - барана - в жертву Зевсу. Зевс взял этого барана на небо.

И последняя воздушная стихия: Водолей.

Симпатичный юноша с кувшином в руках – казалось бы, мирный символ.

А на самом деле…То были ужасные времена! Люди не сеяли, не пахали, не возводили городов, только воевали. Боги пытались образумить их, но у них не получилось. Тогда наслали Боги на землю страшный ливень. Ушли под воду дома, леса, горы…

Спаслись лишь царь Девкалион и его жена Пирра: их предупредил Прометей и они успели построить ковчег.

Когда ливень прекратился и солнце высушило землю, царь с царицей обнаружили, что их всего двое в мире. Взмолились они, стали просить Зевса населить землю. И он смилостивился.

К счастью, новые люди оказались благороднее своих предшественников.

Наученный горьким опытом, Зевс вознёс Девкалиона на небо и вручил ему кувшин с водой, как предостережение людям.

Мы видим звезды как маленькие светящиеся точки в ночном небе. Одни из них нам кажутся более яркими, другие менее. На небе звезды расположены рядом друг с другом.

Но какие расстояния между ними на самом деле? И что такое звезда? Об этом как раз и пойдет разговор в этой статье.

Что такое звезда

Звезда — это большой газовый шар, который удерживается в пространстве благодаря силам гравитации и внутреннему давлению.

Каждая звезда отличается тем, что в ее недрах происходят или происходили термоядерные процессы. Каждое из таких небесных тел представляет собой светящийся сгусток материи.

Свет, излучаемый такими объектами, делает эти объекты видимыми для человеческого глаза, даже если они находятся на огромном расстоянии.

К примеру, нашему солнцу понадобится около 200 млн лет, чтобы пройти полный круг в галактике, хотя оно и движется со скоростью 940 тыс. км/час.

Одна из ближайших и видимых с Земли галактик — Туманность Андромеды. Она имеет такую же, как и Млечный Путь спиральную форму. В галактиках есть старые звезды, средний и новые.

Самые известные звезды

Среди огромного количества звезд в огромном количестве галактик, есть те, о которых многим известно или о которых хотя бы слышали. Вот несколько таких примеров:

Проксима Центавра в созвездии Центавр. Ближайшая к нам звезда.
Сириус — α созвездия Большой Пес. Это самая яркая звезда из видимых с Земли.
Полярная звезда в созвездии Малой Медведицы. Она указывает направление на север.
Конечно же, Солнце.

Задумываясь о том, насколько большой является Вселенная (это если еще не учитывать, что она постоянно расширяется), мы все больше понимаем, насколько немного о ней знаем. И хотя сведений, полученных от астрономов и с помощью телескопов немало, больше информации еще впереди.

Эта статья относится к рубрикам:

Комментарии и отзывы (2)

Интересно, что все химические элементы, что есть на нашей планете, родились в недрах сверхмассивных звёзд, взять хоть золото, трудно в это поверить, но золото и прочие драгоценные металлы, всё это возникло внутри древних звёзд и было выброшено в межзвездное пространство после гибели звезды.

Наше же Солнце не способно синтезировать такие элементы, но оно даёт нам энергию для жизни, что куда важнее золотых слитков.

Строго говоря, Солнце это тоже самая рядовая звезда желтого спектра свечения, причем самая средняя по размеру. Часто читаю опасения по поводу превращения Солнца в сверхновую звезду. В основном люди науки считают, что это невозможно, так как Солнце. давно прошло через фазу сверхновой. В любом случае, проверить этоутверждение никак нельзя.

Звезды - небесные тела и гигантские светящиеся сферы плазмы. Только в нашей галактике Млечный Путь их насчитывают миллиарды, включая Солнце. Не так давно мы узнали, что некоторые из них еще и располагают планетами.

История наблюдений за звездами

Сейчас можно легко купить телескоп и наблюдать на ночным небом или воспользоваться телескопами онлайн на нашем сайте. С древних времен звезды на небе играли важную роль во многих культурах. Они отметились не только в мифах и религиозных историях, но и послужили первыми навигационными инструментами. Именно поэтому астрономия считается одной из древнейших наук. Появление телескопов и открытие законов движения и гравитации в 17 веке помогли понять, что все звезды напоминают наше Солнце, а значит подчиняются тем же физическим законам.

Фотография умирающей звезды. Изображение получено космическим телескопом Хаббл

Изобретение фотографии и спектроскопии в 19 веке (исследование длин волн света, исходящих от объектов) позволили проникнуть в звездный состав и принципы движения (создание астрофизики). Первый радиотелескоп появился в 1937 году. С его помощью можно было отыскать невидимое звездное излучение. А в 1990 году удалось запустить первый космический телескоп Хаббл, способный получить наиболее глубокий и детализированный взгляд на Вселенную (качественные фото Хаббла для различных небесных тел можно найти на нашем сайте).

Наименование звезд Вселенной

Древние люди не обладали нашими техническими преимуществами, поэтому в небесных объектах узнавали образы различных существ. Это были созвездия, о которых сочиняли мифы, чтобы запомнить названия. Причем практически все эти имена сохранились и используются сегодня.

Красный сверхгигант Бетельгейзе

Не стоит забывать, что все это время составлялось множество каталогов, чьи обозначения используют до сих пор. Например, Каталог Генри Дрейпера предлагает спектральную классификацию и позиции для 272150 звезд. Обозначение Бетельгейзе – HD 39801.

Звезды все одинаковые? Ну, когда наблюдаешь без использования техники, то они лишь слегка отличаются по яркости. Но ведь это всего лишь огромные газовые шары, так? Не совсем. На самом деле, у звезд есть классификация, основанная на их главных характеристиках.

Среди представителей можно встретить голубых гигантов и крошечных коричневых карликов. Иногда попадаются и причудливые звезды, вроде нейтронных. Погружение во Вселенную невозможно без понимания этих вещей, поэтому давайте познакомимся со звездными типами поближе.

Типы звезд Вселенной

Это то, что мы видим до появления полноценной звезды. Протозвезда представляет собою скопление газа, рухнувшего от молекулярного облака. Эволюционная фаза занимает примерно 100000 лет. Дальше гравитация набирает силу, и заставляет образование разрушаться. Гравитация накаляет газ и вынуждает его выделять энергию.

Этот момент идет перед переходом в звезду главной последовательности. Наступает в завершении протозвезды, когда энергию дарит только разрушающая ее гравитационная сила. У таких звезд еще нет достаточного нагрева и давления, чтобы активировать процесс ядерного синтеза. На звездах типа Т Тельца можно заметить огромные пятна, вспышки рентгеновского излучения и мощные порывы ветров. Эта стадия охватывает 100000 миллионов лет.

Большая часть вселенских звезд находится в стадии главной последовательности. Можно вспомнить Солнце, Альфа Центавра А и Сирус. Они способны кардинально отличаться по масштабности, массивности и яркости, но выполняют один процесс: трансформируют водород в гелий. При этом производится огромный энергетический всплеск.

Такая звезда переживает ощущение гидростатического баланса. Гравитация заставляет объект сжиматься, но ядерный синтез выталкивает его наружу. Эти силы работают на уравновешивании, и звезде удается сохранять форму сферы. Размер зависит от массивности. Черта – 80 масс Юпитера. Это минимальная отметка, при которой возможно активировать процесс плавления. Но в теории максимальная масса – 100 солнечных.

Когда звезда полностью израсходует внутреннее топливо, то больше не может создавать внешнее давление, а значит не противодействует внутреннему. Звезда сжимается, а оболочка вокруг ядра воспламеняется, продлевая ей жизнь, но увеличивая в размере. Звезда трансформируется в красного гиганта и может быть в 100 раз крупнее, чем представитель в главной последовательности. Когда не остается водорода, начинает гореть гелий и даже более тяжелые элементы. На этот этап уходит несколько сотен миллионов лет.

Если топлива нет, то у звезды больше не хватает массы, чтобы продлить ядерный синтез. Она превращается в белого карлика. Внешнее давление не работает, и она сокращается в размерах из-за силы тяжести. Карлик продолжает сиять, потому что все еще остаются горячие температуры. Когда он остынет, то обретет фоновую температуру. На это уйдут сотни миллиардов лет, поэтому пока просто невозможно найти ни единого представителя.

Это наиболее распространенный вид. Перед нами звезда главной последовательности с низкой массой, из-за чего значительно уступает в температуре Солнцу. Но выигрывает за счет продолжительности жизни. Дело в том, что им удается расходовать топливо в медленных темпах, поэтому отличаются значительной экономией. Наблюдения говорят, что такие объекты способны просуществовать до 10 триллионов лет. Наименьшие экземпляры достигают всего 0.075 раз солнечной массы, но могут набирать и 50%.

Когда звезда в 1.35-2.1 раз больше солнечной массы, то не завершает существование в виде белого карлика, а освещает небо взрывом сверхновой. После этого остается ядро, которое и выступает нейтронной звездой. Это очень интересный объект, так как всецело представлен нейтронами. Дело в том, что мощная гравитационная сила сжимает протоны и электроны, формирующие нейтроны. Если масса звезды была еще больше, то перед нами развернется черная дыра.

Наиболее крупные звезды называют сверхгигантами. Они в десятки раз больше солнечной массы, но им не так уж и повезло: чем больше размер, тем короче жизнь. Они стремительно расходуют внутреннее топливо (несколько миллионов лет). Поэтому проживают короткую жизнь и умирают как сверхновые.

Как вы поняли, существуют различные виды звезд. Понимание этого, поможет вам разобраться в эволюционной стадии объекта и даже понять, что его ждет.

Коричневыми карликами называют объекты, которые слишком крупные для планет, но и чересчур маленькие для звезд. Их масса начинается с двойной Юпитера и может достигать 0.08 солнечной. Формируются как и обычные звезды – из коллапсирующего газового и пылевого облака. Но им не хватает температуры и давления, чтобы запустить ядерный синтез. Долгое время их считали всего лишь теоретическими объектами, пока в 1995 году не нашли первый экземпляр.

Цефеиды – звезды, пережившие эволюцию из главной последовательности к полосе неустойчивости Цефеиды. Это обычные радио-пульсирующие звезды с заметной связью между периодичностью и светимостью. За это их ценят ученые, ведь они являются превосходными помощниками в определении дистанций в пространстве.

Они также демонстрируют перемены лучевой скорости, соответствующие фотометрическим кривым. У более ярких наблюдается длительная периодичность.

Классические представители – сверхгиганты, чья масса в 2-3 раза превосходит солнечную. Они пребывают в моменте сжигания топлива на этапе главной последовательности и трансформируются в красных гигантов, пересекая линию неустойчивости цефеид.

Ученые извлекают из этих объектов пользу, потому что они помогают вычислить массу отдельных участников. Когда они передвигаются по общей орбите, то вычисления Ньютона для гравитации позволяют с невероятной точностью рассчитать массу.

Можно выделить несколько категорий в соответствии с визуальными свойствами: затмевающие, визуально бинарные, спектроскопические бинарные и астрометрические.

Затмевающие – звезды, чьи орбиты создают горизонтальную линию от места наблюдения. То есть, человек видит двойное затмение на одной плоскости (Алголь).

Визуальные – две звезды, которые можно разрешить при помощи телескопа. Если одна из них светит очень ярко, то бывает сложно отделить вторую.

Формирование звезды

Давайте внимательнее изучим процесс рождения звезды. Сначала мы видим гигантское медленно вращающееся облако, наполненное водородом и гелием. Внутренняя гравитация заставляет его сворачиваться внутрь, из-за чего вращение ускоряется. Внешние части трансформируются в диск, а внутренние в сферическое скопление. Материал разрушается, становясь горячее и плотнее. Вскоре появляется шарообразная протозведа. Когда тепло и давление вырастают до 1 миллиона °C, атомные ядра сливаются и зажигается новая звезда. Ядерный синтез превращает небольшое количество атомной массы в энергию (1 грамм массы, перешедший в энергию, приравнивается к взрыву 22000 тонн тротила). Посмотрите также объяснение на видео, чтобы лучше разобраться в вопросе звездного зарождения и развития.

Звездная эволюция

Основываясь на массе звезды, можно определить весь ее эволюционный путь, так как он проходит по определенным шаблонным этапам. Есть звезды промежуточной массы (как Солнце) в 1.5-8 раз больше солнечной массы, более 8, а также до половины солнечной массы. Интересно, что чем больше масса звезды, тем короче ее жизненный срок. Если она достигает меньше десятой части солнечной, то такие объекты попадают в категорию коричневых карликов (не могут зажечь ядерный синтез).

Объект с промежуточной массой начинает существование с облака, размером в 100000 световых лет. Для сворачивания в протозвезду температура должна быть 3725°C. С момента начала водородного слияния может образоваться Т Тельца – переменная с колебаниями в яркости. Последующий процесс разрушения займет 10 миллионов лет. Дальше ее расширение уравновесится сжатием силы тяжести, и она предстанет в виде звезды главной последовательности, получающей энергию от водородного синтеза в ядре. Нижний рисунок демонстрирует все этапы и трансформации в процессе эволюции звезд.

Этапы эволюции звезды

Когда весь водород переплавится в гелий, гравитация сокрушит материю в ядро, из-за чего запустится стремительный процесс нагрева. Внешние слои расширяются и охлаждаются, а звезда становится красным гигантом. Далее начинает сплавляться гелий. Когда и он иссякает, ядро сокращается и становится горячее, расширяя оболочку. При максимальной температуре внешние слои сдуваются, оставляя белый карлик (углерод и кислород), температура которого достигает 100000 °C. Топлива больше нет, поэтому происходит постепенно охлаждение. Через миллиарды лет они завершают жизнь в виде черных карликов.

Процессы формирования и смерти у звезды с высокой массой происходят невероятно быстро. Нужно всего 10000-100000 лет, чтобы она перешла от протозвезды. В период главной последовательности это горячие и голубые объекты (от 1000 до миллиона раз ярче Солнца и в 10 раз шире). Далее мы видим красного сверхгиганта, начинающего сплавлять углерод в более тяжелые элементы (10000 лет). В итоге формируется железное ядро с шириною в 6000 км, чье ядерное излучение больше не может противостоять силе притяжения.

Когда масса звезды приближается к отметке в 1.4 солнечных, электронное давление больше не может удерживать ядро от крушения. Из-за этого формируется сверхновая. При разрушении температура поднимается до 10 миллиардов °C, разбивая железо на нейтроны и нейтрино. Всего за секунду ядро сжимается до ширины в 10 км, а затем взрывается в сверхновой типа II.

Туманность Эскимоса - один из последних этапов эволюции небольшой звезды

Если оставшееся ядро достигало меньше 3-х солнечных масс, то превращается в нейтронную звезду (практически из одних нейтронов). Если она вращается и излучает радиоимпульсы, то это пульсар. Если ядро больше 3-х солнечных масс, то ничто не удержит ее от разрушения и трансформации в черную дыру.

Звезда с малой массой тратит топливные запасы так медленно, то станет звездой главной последовательности только через 100 миллиардов – 1 триллион лет. Но возраст Вселенной достигает 13.7 миллиардов лет, а значит такие звезды еще не умирали. Ученые выяснили, что этим красным карликам не суждено слиться ни с чем, кроме водорода, а значит, они никогда не перерастут в красных гигантов. В итоге, их судьба – охлаждение и трансформация в черные карлики.

Двойные звезды

Мы привыкли, что наша система освещается исключительно одной звездой. Но есть и другие системы, в которых две звезды на небе вращаются по орбите относительно друг друга. Если точнее, только 1/3 звезд, похожих на Солнце, располагаются в одиночестве, а 2/3 – двойные звезды. Например, Проксима Центавра – часть множественной системы, включающей Альфа Центавра А и B. Примерно 30% звезд в Млечной Пути многократные.

Двойная звезда в Большой Медведице

Этот тип формируется, когда две протозвезды развиваются рядом. Одна из них будет сильнее и начнет влиять гравитацией, создавая перенос массы. Если одна предстанет в виде гиганта, а вторая – нейтронная звезда или черная дыра, то можно ожидать появления рентгеновской двойной системы, где вещество невероятно сильно нагреется – 555500 °C. При наличии белого карлика, газ из компаньона может вспыхнуть в виде новой. Периодически газ карлика накапливается и способен мгновенно слиться, из-за чего звезда взорвется в сверхновой типа I, способной затмить галактику своим сиянием на несколько месяцев.

Характеристика звезд

Для описания яркости звездных небесных тел используют величину и светимость. Понятие величины основывается еще на работах Гиппарха в 125 году до н.э. Он пронумеровал звездные группы, полагаясь на видимую яркость. Самые яркие – первая величина, и так до шестой. Однако расстояние между Землей и звездой способно влиять на видимый свет, поэтому сейчас добавляют описание фактической яркости – абсолютная величина. Ее вычисляют при помощи видимой величины, как если бы она составляла 32.6 световых лет от Земли. Современная шкала величин поднимается выше шести и опускается ниже единицы (видимая величина Сириуса достигает -1.46). Ниже можете изучить список самых ярких звезд на небе с позиции наблюдателя Земли.

Список самых ярких звезд видимых с Земли

Другие известные звезды:

Светимость звезды – скорость излучения энергии. Ее измеряют при помощи сравнения с солнечной яркостью. Например, Альфа Центавра А в 1.3 ярче Солнца. Чтобы произвести те же вычисления по абсолютной величине, придется учитывать, что 5 по шкале абсолютной приравнивается к 100 на отметке светимости. Яркость зависит от температуры и размера.

Вы могли заметить, что звезды отличаются по цвету, который, на самом деле, зависит от поверхностной температуры.

Каждая звезда обладает одним цветом, но производит широкий спектр, включая все виды излучения. Разнообразные элементы и соединения поглощают и выбрасывают цвета или длины волн цвета. Изучая звездный спектр, можно разобраться в составе.

Температура звездных небесных тел измеряется в кельвинах с температурой нуля, равной -273.15 °C. Температура темно-красной звезды – 2500К, ярко-красной – 3500К, желтой – 5500К, голубой – от 10000К до 50000К. На температуру частично вaлияет масса, яркость и цвет.

Размер звездных космических объектов определяется в сравнении с солнечным радиусом. У Альфа Центавра А – 1.05 солнечных радиусов. Размеры могут быть разными. Например, нейтронные звезды в ширину простираются на 20 км, а вот сверхгиганты – в 1000 раз больше солнечного диаметра. Размер влияет на звездную яркость (светимость пропорциональна квадрату радиуса). На нижних рисунках можно рассмотреть сравнение размеров звезд Вселенной, включая сопоставление с параметрами планет Солнечной системы.

Сравнительные размеры звезд

Здесь также все вычисляется в сравнении с солнечными параметрами. Масса Альфа Центавра А – 1.08 солнечных. Звезды с одинаковыми массами могут не сходиться по размерам. Масса звезды влияет на температуру.

Звезды генерируют магнитные поля. В случае с Солнцем, исследователи выяснили, что его магнитное поле способно достичь очень сконцентрированного состояния в небольших участках, создавая солнечные пятна или же извержения – выбросы корональной массы. Магнитное поле зависит от скорости вращения (увеличивается с нарастанием и уменьшается с замедлением).

Металличность обозначает количество тяжелых элементов (тяжелее гелия). Основываясь на металличности, выделяют три звездных поколения. До сих пор ученым не удалось найти наиболее древнее (III), полностью лишенное металлов. Во время смерти, именно они выпустили первые тяжелые элементы в пространство, из которых и появилось поколение II. По цепочки их смерть привела к рождению поколения I (Солнце).

Классификация звезд

В типах звезд главную роль играет спектр в системе Моргана-Кинана, выделяющей 8 спектральных классов. Каждый из них соответствует диапазону поверхностных температур: O, B, A, F, G, K, M и L (от наиболее горячего к холодному). Каждый из них делится еще на 10 типов (от 0 до 9).

Эта система учитывает и светимость. Наиболее крупные и ярчайшие обладают наименьшими римскими цифрами: Ia – яркий сверхгигант, Ib – сверхгигант, II – яркий гигант, III – гигант; IV – субгигант и V – главная последовательность или карлик.

Структура звезд Вселенной

Большую часть своего существования звезда пребывает в этапе главной последовательности. Представлена ядром, участками радиации и конвекции, фотосферой, хромосферой и короной. Ядро – территория, где происходит ядерное слияние, подпитывающее звезду. Энергия этих реакций переходит из радиационной зоны наружу. В конвективной энергия транспортируется горящими газами. Если звезда массивнее Солнца, то конвективная в ядре и излучает во внешних слоях, а если уступает по массивности, то излучает в ядре, а конвективная во внешних слоях. Объекты с промежуточной массой спектрального типа А способны излучать везде.

Далее в звездном строении идет фотосфера, которую часто называют поверхностью. За ней – красноватая хромосфера, из-за наличия водорода. Внешний шар звезды – корона. Она невероятно горячая и может быть связана с конвекцией во внешних слоях. Нижнее видео детально описывает движение звезд на небе.

Читайте также: